BICARA TEKNIKAL: MEMAHAMI APA ITU VTEC, iVTEC DAN VTEC TURBO.

SHARE

VTEC – atau Variable Valve Timing and Lift Electronic Control telah mengamai revolusi yang panjang dari pembuat kenderaan Honda. Ia bermula lama dahulu, lebih lama dari kereta Civic vtec single cam ekzos straight pipe dan bumper tebuk yang biasa anda jumpa hari ini.

VTEC sebenarnya bermula apabila Ikuo Kajitani, seorang ketua  jurutera di Pusat Kajian dan Pembangunan Honda Tochigi yang bertanggungjawab membangunkan mekanisma VTEC yang sinonim dengan Honda.

Pada tahun 1984, Mr Nobuhiko Kawamoto (President Honda R&D) memberikan satu cabaran pada Kajitani-san untuk menghasilkan sebuah enjin berkapasiti kecil 1600 cc dengan konfigurasi DOHC dan berkuasa 160hp, 100hp bagi setiap 1000cc dan boleh beroperasi pada 8000rpm.

New Triton 4Sure Power -MREC – Desktop

Angka ini sangat sukar untuk dicapai oleh enjin biasa yang tidak menggunakan pendesak turbo dan sebagai jurutera berpengalaman, Kajitani-san amat mengetahui sukar untuk menghasilkan enjin yang yang mempunyai 4 injap (valve) per silinder dengan konfigurasi DOHC dan menghasilkan tork yang tinggi pada kelajuan enjin yang rendah – sekiranya sesaran enjin adalah kecil.

Namun Kajitani-san meletakkan matlamat tersebut dalam satu program yang dikenali sebagai New Engine Concept 1984, yang menghasilkan enjin dengan tork yang tinggi pada RPM tinggi dan rendah serta meningkatkan kuasa enjin. Idea ini dijelmakan kepada konsep VTEC oleh unit R&D Honda.

VTEC – satu trademark yang dibuat oleh jurutera Honda bagi menghasilkan satu enjin dengan 2 profile camshaft yang berbeza. Satu profile untuk pemanduan biasa dan penjimatan petrol dan satu lagi untuk prestasi tinggi dalam satu enjin.

Bergantung kepada cara pemanduan, profile cam akan dipilih oleh ECU bagi memberikan prestasi yang optimum. Tujuan utama VTEC adalah untuk meningkatkan volumetric efficiency enjin pada kelajuan tinggi.

Pada kelajuan tinggi, enjin menyedut campuran udara dan petrol dengan lebih banyak tetapi proses ini terganggu apabila bukaan valve yang sekejap dan sempit yang hanya sesuai untuk pemanduan normal.

Apabila VTEC diaktifkan, bukaan valve menjadi lebih besar dan  bukaan valve menjadi lebih lama, meningkatkan kecekapan volumetric enjin

VTEC vs VVTi.

Enjin VTEC mempunyai 2 camshaft profile, normal camshaft dan racing camshaft yang dibina pada satu camshaft. Sementara Enjin VVTi hanya ada satu camshaft profile dengan keupayaan advance atau retard timing.

Enjin toyota dengan fungsi yang sama dikenali sebagai VVTLi (Variable Valve Timing and Lift) VVTi akan mempercepatkan atau melambatkan pembukaan valve (Cam phasing).

VTEC akan membuatkan valve terbuka dengan lebih lama (Valve Lifting). Ada beza ye. Mekanisma enjin Honda yang beroperasi dengan kaedah VVTi dikenali dengan nama VTC (Variable Timing Control.

Kenapa perlu VTEC?

Cukai bagi kenderaan dikenakan berdasarkan cc atau saiz enjin. Semakin besar cc enjin,  semakin tinggi cukai dan penggunaan bahanapi. Tak semua pengguna perlukan enjin yang besar pada setiap masa.

Sesetengah pengeluar memilih untuk memadankan enjin dan sistem turbo atau supercharger bagi meningkatkan kuasa enjin, contohnya Nissan Skyline GTR. Cara kedua ialah menggunakan enjin rotary wankel seperti Mazda RX7 dan RX 8. Cara ketiga yang dipilih oleh Honda ialah dengan menggunakan 2 cam profile dalam satu enjin. 

Secara perbandingan enjin L15A7 Honda dengan 1500cc mampu menjana 118hp berbanding dengan enjin Myvi 1.5 yang menghasilkan 102hp.

Bila VTEC berfungsi?

ECU enjin akan menentukan bila fungsi VTEC ini akan diaktifkan berdasarkan parameter enjin seperti tekanan minyak pelincir, suhu, halaju kenderaan, RPM dan kedudukan throttle.

Apabila parameter ini berada dalam keadaan yang telah ditetapkan, locking pin akan masuk dan mengunci rocker arm dan bersambung dengan racing cam profile.

Pada masa ini campuran udara dan petrol akan masuk dengan lebih banyak dan menghasilkan lebih kuasa untuk enjin disebabkan valve terbuka lagi lama dan luas dari biasa ( hasil dari penggunaan cam racing)

Untuk lebih pemahaman boleh klik link:https://m.youtube.com/watch?v=fag2i4wrzywContoh klasik bagi enjin ini ialah B16A, 160hp bagi enjin dengan sesaran 1600cc

VTEC-E (Ekonomi)==============

Pada awalnya sistem VTEC telah direkabentuk dengan memberi fokus kepada prestasi yang sinonim dengan konfigurasi enjin DOHC.

Sebagai alternatif dan kelebihan yang ada pada enjin SOHC seperti saiz yang lebih kecil, ringan dan mempunyai prestasi sederhana, Honda telah membangunkan mekanisma VTEC khusus bagi kegunaan enjin SOHC yang lebih fokus kepada penjimatan petrol.

Malah, dalam masa 20 tahun lebih banyak fokus diberikan terhadap enjin SOHC. Dalam aplikasi VTEC-E, prinsip yang digunakan ialah memastikan campuran udara dan petrol memasuki silinder secara berpusar (swirl). Pusaran ini akan memastikan udara dan petrol bercampur pada tahap maksimum dan menggunakan petrol yang sedikit.

Pusaran udara ini dihasilkan apabila hanya satu valve intake yang terbuka dan 2 valve exhaust beroperasi. Enjin seolah-olah beroperasi pada 12 valve walaupun mempunyai 16 valve. Hasilnya enjin ini memberikan 20 kilometer bagi setiap petrol, namun hanya mampu menghasilkan 90hp.

Contoh enjin ialah D15B23 stage VTEC

Selepas membangunkan enjin VTEC-E, jurutera Honda sekali lagi kembali ke drawing board bagi mengatasi masalah yang dihadapi oleh VTEC-E, kurang berkuasa walaupun lebih jimat daripada biasa.

Bagi mengatasi masalah ini, satu mekanisme 3 peringkat diperkenalkan dalam SOHC VTEC ini. Peringkat Pertama = 12 valve mode atau enjin hanya beroperasi seperti VTEC E sekiranya enjin beroperasi di bawah 2500RPM.

Pada peringkat pertama, penggunaan petrol adalah sangat menjimatkan.

Peringkat Kedua = apabila enjin beroperasi antara 2500 RPM – 6000 RPM, enjin akan beroperasi dengan menggunakan 16 valve bagi meningkatkan pengambilan campuran udara dan petrol. ini membantu menghasilkan tork pada peringkat pertengahan enjin.

Peringkat Ketiga = apabila melebihi 6000 RPM, enjin akan beroperasi dengan menggunakan prinsip VTEC, cam racing akan digunakan, kecekapan volumetric enjin meningkat dan menghasilkankan lebih kuasa.

Jadi Honda mempunyai enjin yang sesuai untuk penjimatan bahan api, untuk kegunaan harian dan untuk ke litar lumba. Contoh enjin  ialah L15A1 yang dipasang pada Honda City 2007 dan juga Honda Insight i-vte.

Terdapat dua versi i-VTEC. Satu versi dalam enjin K series dengan configurasi DOHC. Satu lagi digunakan dalam L dan R series yang menggunakan konfigurasi SOHC DOHC iVTEC

Bagi enjin dengan konfigurasi DOHC, i VTEC membawa maksud intelligent VTEC. Bagi mencapai penggunaan petrol yang rendah, menghasilkan kuasa kuda yang tinggi tapi mengeluarkan emisi yang rendah, Honda memperkenalkan teknologi baru iaitu VTC (variable timing control) dan mengahwinkan VTC dengan VTEC.

Honda K Series DOHC iVTEC=VTEC + VTC

Bagi versi ini, mekanisma VTC mengubah pemasaan valve dan juga membenarkan gas ekzos dikitar semula (Exhaust Gas Recycle), EGR akan masuk semula ke dalam silinder bagi menghalang pembentukan Nitrogen Oksida.

VTC dalam Honda beroperasi dengan konsep VVTi yang diperkenalkan oleh Toyota. Enjin iVTEC mampu mengubah pemasaan enjin bergantung kepada keadaan semasa dan juga mengaktifkan fungsi VTEC apabila sesuai.

Salah satu contoh enjin iVTEC ialah enjin K Series dengan sesaran 2000cc dan mampu menghasilkan 155hp dan menggunakan 1 liter petrol bagi setiap 14 kilometer.

Enjin ini juga telah diubahsuai dan dipasang pada Civic Type R 2007 yang menghasilkan 221hp. Enjin ini dipasang pada Civic 2000 cc dan Civic Type R SOHC iVTEC

Untuk enjin R18A SOHC (1800cc), VTEC dalam enjin ini beroperasi dalam keadaan terbalik. Semasa dalam keadaan biasa, enjin ini beroperasi dalam keadaan VTEC off (tidak aktif).

Kuasa yang dihasilkan ialah 140hp, lebih tinggi dari pesaing terdekat Toyota Altis 137hp dan Nissan Sylphy 130hp. Kesemua model di atas menggunakan enjin 1800cc.

Bagi enjin R18A ini, apa yang istimewa ialah kebolehan enjin untuk beroperasi dalam keadaan efisyen dan menggunakan petrol seperti enjin dengan sesaran 1500cc.

Semasa dalam keadaan halaju malar seperti di lebuhraya (90-110km/h), biasanya pemandu hanya menekan sedikit sahaja pedal minyak untuk memandu.

Walaupun secara teori, penggunaan petrol akan berkurang, namun enjin akan mengalami masalah “pumping loss” yang berlaku bila butterfly throttle hampir tertutup kerana pemandu hanya menekan sedikit sahaja pedal minyak.

Fenomena ini akan memberi kesan kepada penggunaan petrol. Halaju rendah = Bukaan butterfly throttle valve kecil, meningkatkan kesan pumping loss.

Laju tinggi = Bukaan butterfly throttle valve besar, kesan pumping loss minima. Bagi mengatasi masalah ini, Honda membenarkan bukaan butterfly throttle valve yang besar tapi menggunakan mekanisma VTEC bukaan intake valve dilambatkan bagi mengimbangi jumlah udara yang masuk.

Senang cerita, udara masuk lebih banyak disebabkan bukaan butterfly throttle yang besar, tapi diseimbangkan oleh mekanisma VTEC yang melambat dan membenarkan hanya sedikit sahaja udara yang masuk.

Hasilnya, “pumping loss” dikurangkan sebanyak 16%. Sistem ini beroperasi sekitar 1000-3500 RPM dan secara keseluruhan sistem ini mampu menjimatkan petrol sebanyak 6% berbanding  enjin lama 1700cc.

Enjin ini dipasang pada Honda Civic 2006 1800cc SOHC.

L15A7 Honda City iVTEC 2014

Enjin ini dikeluarkan pada tahun 2009 semasa krisis bahanapi dunia dan kegawatan ekonomi. Jadi fokus utama jurutera honda adalah penjimatan bahan api dan prestasi.

Bagi menjimatkan bahanapi, jurutera fokus kepada penggunaan EGR. Bagi menggunakan balik EGR, Toyota menggunakan kaedah dual VVTi untuk enjin DOHC.

Bagi Honda yang menggunakan enjin SOHC, aplikasi VTEC telah digunakan dengan menggunakan teknologi VTEC. Berbanding dengan enjin lama yang menggunakan kaedah 3 stage VTEC, sistem iVTEC dalam generasi kedua enjin 1500 cc ini menggunakan sistem 16 valve dengan 2 jenis camshaft, 1 cam ekonomi dan satu cam racing.

Pelaksanaan VTEC ini mengubah pemasaan valve, termasuk tempoh pembukaan, kelegaan dan luas valve serta pembukaan valve overlap pada valve intake dan exhaust bagi menggalakkan EGR.

Enjin ini juga menggunakan kaedah Drive By Wire seperti enjin R18A yang membenarkan bukaan butterfly valve terbuka bagi mengurangkan kesan “pumping loss”.

Bagi mengimbangi lebihan udara yang masuk, EGR digunakan bagi mengeluarkan lebihan oksigen, mengurangkan pembentukan asap cemar NOx, dan mengurangkan kesan knocking.

Disebabkan oleh enjin ini mampu berfungsi dan melaksanakan fungsi VTEC dan EGR, maka Honda memanggil sistem ini dipanggil intelligent VTEC.

Enjin ini mampu menghasilkan 120hp dan menggunakan 1liter petrol bagi setiap 19.6 kilometer. Contoh enjin ini ada dalam Honda City 2014.

VTEC TURBO

Semasa Civic FC direka bentuk, Honda memperkenalkan satu konsep Earth Dream Technology yang merupakan manifestasi komitmen Honda dalam menghasilkan enjin yang menggunakan bahanapi secara efisyen, mengurangkan pencemaran namun masih menghasilkan kuasa yang tinggi dan seronok dipandu.

L15B7

Enjin ini dipasang pada Honda Civic terbaru digandingkan dengan sistem turbo dan suntikan terus bahan api (direct injection). Sistem SOHC telah diketepikan dan digantikan dengan sistem DOHC lengkap dengan sistem dual VTC (Variable Timing Control) seperti dual VVTi pada Toyota.

Tapi jangan terkejut, walaupun menggunakan emblem VTEC, sebenarnya tiada mekanisma VTEC dalam enjin ini. Enjin ini merupakan kesinambungan K20 tapi dalam sesaran yang lebih rendah. Dalam K20, mekanisma iVTEC adalah gandingan VTEC dan VTC. Namun bagi enjin ini, Honda mengekalkan perkataan VTEC kerana VTC adalah sebahagian dari VTEC. Namun kuasa yang dihasilkan ialah 175hp , setara dengan enjin yang bersesaran 2400ccK20C

Mekanisma VTEC tetap wujud dalam enjin ini tapi kelainannya ialah, ia wujud pada valve exhaust, membantu pengaliran asap exhaust pada RPM rendah dan mengurangkan kesan turbo lag. Pada enjin K20A, mekanisma ini wujud pada valve intake.

Fungsi VTC masih wujud pada valve intake dan valve exhaust. Selain berfungsi mengubah pemasaan samaada untuk advance atau retard, dual VTC ini akan menggalakkan berlakunya valve overlap yang terbuka pada masa yang sama untuk meningkatkan Exhaust Gas Residual.

Apabila EGR meningkat, ia akan mengurangkan penghasilan gas berbahaya NOx dan SOx.

Diharap selepas membaca artikel ini, pembaca boleh membezakan istilah VTEC, iVTEC, dan bagaimana VTEC membantu Civic Type R dalam aplikasi turbo.

  • Artikel ini ditulis oleh penulis dengan ijazah Kejuruteraan Mkeanikal Automotif tulen, bukan scammer.

Share this post

scroll to top